FI76776C - Foerfarande foer smaeltning av glasmaeng. - Google Patents

Description

1 76776

Menetelmä lasiraaka-aineseosmateriaalien sulattamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä lasiraaka-aineseosmateriaalien sulattamiseksi siten, että materiaalit esilämmite-5 tään esilämmitysvyöhykkeessä, esilämmitetty raaka-aine-seos johdetaan sulatusvyöhykkeeseen ja stabiilin ja riittävän kaltevan raaka-aineseosmateriaalikerroksen päällä virtaava esilämmitetty raaka-aineseosmateriaali sulatetaan siten, että sulatettu materiaali virtaa oleellisesti va-10 päästi kerroksen yli ja ulos astiasta, jolloin lämpö sulat-tamiseen saadaan polttamalla polttoainetta hapella oleellisesti ilman typpeä, ja poltto tapahtuu pyörintäliikkeessä olevan sulatetun raaka-ainemateriaalikerroksen kaltevaa pintaa kohti.

15 Keksintöä voidaan soveltaa menestyksellisesti sula tettaessa esimerkiksi tasolasia, pakkauslasia, kuitulasia ja natriumsilikaattilasia. Keksintöä voidaan kuitenkin soveltaa myös muihin prosesseihin, joihin liittyy yleisesti virtauskelpoisen, olennaisesti jähmeän syöttömateriaa-20 Iin muuttaminen sulaksi virtaavaksi väliaineeksi. Näihin muihin prosesseihin voivat kuulua metallurgiset sulatto-operaatiot sekä yksi- tai monikomponenttisten keraamisten aineiden, metallien tai muiden materiaalien sulattaminen.

Jo pitkään on oltu selvillä siitä, että polttoläm-25 mitetyistä lasinsulatusuuneista tai muista sulatusproses- siuuneista peräisin oleva poistokaasu sisältää suuria määriä lämpöenergiaa, joka voidaan ottaa talteen prosessin ko-konaishyötysuhteen parantamiseksi. Tavallisesti on lämmön talteenottamiseksi sulatusprosessiuuneista käytetty rege-30 neraattoreita ja rekuperaattoreita, mutta niiden hyötysuhde jättää toivomisen varaa. Lisäksi ovat regeneraatto- rit ja rekuperaattorit suuria, kalliita ja alttiita kulu- ✓ miselle. Sen sijaan, että palamisilma esilämmitettäisiin regeneraattorien tai rekuperaattorien avulla, on ehdotet-35 tu, että jätelämpö otetaan talteen syöttömateriaalin avul- 2 76776 la. Näiden ehdotuksien haittana on ollut se, että pois-tokaasuvirta pyrkii viemään mukanaan joitakin hienojakoisia syöttömateriaaleja. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on ehdotettu, että hienojakoiset syöttömateriaalit puris-5 tetaan kokoon (esim. kuulasintrataan) ja saatetaan ko-koonpuristetut syöttömateriaalit kosketukseen poistokaa-suvirran kanssa. On kuitenkin todettu, että syöttömateri-aalien kokoonpuristamiskustannukset voivat merkittävästi vähentää lämmön talteenoton taloudellisia etuja ja että 10 joissakin tapauksissa ei-hienojakoisten materiaalien mu-kanakulkeutumista ei voida täysin välttää käyttämällä ko-koonpuristettuja raaka-aineseosmateriaaleja. Sen mukaisesti liittyy tämän keksinnön yksi aspekti jätelämmön talteenottoon esilämmittämänä raaka-aineseosta, välttäen 15 samalla edellä esitettyjä varjopuolia.

Pölyävät tai kuivat jauhemaiset materiaalit muodostavat ongelman myös silloin kun ne syötetään tavanomaisiin sulatusuuneihin. Tavanomainen käytäntö on ratkaista tämä ongelma kostuttamalla raaka-aineseos (esimerkiksi ve-20 dellä). Raaka-aineseoksen esilämmittäminen johonkin merkittävään lämpötilaan sulkee kuitenkin pois mahdollisuuden pitää raaka-aineseos kosteana.

Vaikkakin sulatusuunien hukkalämpöä on usein käytettävissä lämpötiloissa, jotka voisi saada aikaan käyttö-25 kelpoisia reaktioita raaka-aineseosmateriaaleissa, on raa-ka-aineseosmateriaalien esilämmitys usein rajoitettu alhaisempiin lämpötiloihin, koska korkeammissa lämpötiloissa voi raaka-aineseoksen joidenkin materiaalien sulamisen alkaminen johtaa esilämmityslaitteen tukkeutumiseen. On 30 esimerkiksi toivottavaa muuttaa kaupallisissa lasinsula-tusoperaatioissa tyypillisesti käytetyt karbonaattiset raaka-aineseosmateriaalit vastaaviksi oksideiksi esilämmittämänä raaka-aineseos materiaalien kalsinoimislämpötilaan, mutta tätä ennen on esilämmityksen yleisesti katsottu ra-35 joittuvan raaka-aineseoksen natriumkabonaattikomponentin 3 76776 suhteellisen alhaiseen sulamislämpötilaan, mikä sitten sulkee pois kalsium- ja magnesiumkarbonaattiaineosien kalsinoimisen. Tämän keksinnön eräs muu aspekti käsittelee tämän ongelman ratkaisemista.

5 Kunklen ja Matesan US-patentissa 4 381 934 esite tään tehostettu raaka-aineseoksen nesteyttämisprosessi, jossa suuret määrät raaka-aineseosta nesteytetään suhteellisen pienessä tilassa. Tämän tyyppinen prosessi, erityisesti, jos käytetään tehostettuja lämmönlähteitä, 10 kehittää suhteellisen vähäisiä poistokaasumääriä, mutta silti on toivottavaa ottaa talteen lämpö poistokaasuista sellaisten prosessien hyötysuhteen parantamiseksi. Erityisen toivottavaa olisi ottaa talteen lämpö suoraan raaka-aineseoksen syöttövirtaan.

15 Jauhemaisia materiaaleja sulatettaessa voivat kaa sut jäädä suljetuiksi sulaan tuotteeseen ja kaasusulkeu-mia voidaan pitää haitallisina erityisesti, jos kysymyksessä on läpinäkyvä lasi. Joidenkin kaasujen poistaminen sulasta materiaalista saattaa olla vaikeampaa kuin tois-20 ten (esimerkiksi typen, silloin kun puhutaan sulasta lasista) . Näiden kaasujen poistaminen raaka-aineseoksesta osana raaka-aineseoksen esikäsittelyä olisi erittäin toivottavaa, niin että ne eivät sen jälkeen jäisi suljetuiksi sulaan.

25 US-patentit 3 508 742 ja 3 607 190 esittävät lasi- raaka-aineseosmateriaalien suoran esilämmityksen. Molemmissa pidetään lämpötiloja alle sen, jossa kalsinoituminen tapahtuu. US-patentissa 3 082 102 esitetään lasiraaka-aine-seoksen kuulien esireaktio ja osoittaa, että lämpötilat 30 tulisi pitää alle näiden materiaalien sintrauslämpötilan.

Tässä keksinnössä otetaan polttokäyttöisestä su-latusprosessista lämpö talteen johtamalla poistokaasuvir-ta suoraan kosketukseen sulatusprosessiin syötettävien irtoraaka-aineseosten kanssa. Keksinnön mukaiselle mene-35 telmälle on pääasiallisesti tunnusomaista, että raaka- 4 76776 aineen tehokasta esilämmitystä varten oleellisesti kaikki sulatusvyöhykkeellä tapahtuvasta poltosta saatavat poistokaasut johdetaan esilämmitysvyöhykkeelle, jota rajoittaa esilämmitysastia, jolla on jonkin verran kalteva 5 tukipinta, esim. 2° vaakasuorasta tasosta poikkeava, jolloin raaka-aineseosmateriaalia sekoitetaan samalla kun se kulkee pitkin mainittua kaltevaa pintaa siten, että materiaali saadaan paremmin kosketuksiin polttokaasujen kanssa, ja jolloin raaka-aineseosmateriaali johdetaan 10 suoraan sulatusvyöhykkeeseen ennenkuin sen hiukkasten välille muodostuu tartunta esilämmitysvyöhykkeessä, jossa sulatusvyöhykkeessä raaka-aineseosmateriaali kulkee paljon suuremmassa kulmassa siten, että sulaneen raaka-aine-seosmateriaalin valuminen sulatusvyöhykkeestä ennen sen 15 täydellistä sulamista helpottuu.

Keksinnön eräässä aspektissa esilämmitetään karbonaattia sisältäviä raaka-ainemateriaaleja kalsinoitumis-lämpötilaan, niin että karbonaatit hajoavat oksideiksi johtuen siitä, että raaka-aineseoksen suhteellisen alhai-20 sessa lämpötilassa sulavat aineosat, jotka syötetään erillisessä virassa sulattimeen, puuttuvat. Lasin natronkalk-kisulatusmenetelmässä kohdistetaan kalsinointiesilämmitys kalkkikiveen ja/tai dolomiittiin, kun taas natriumlähde, kuten kalsinoitu sooda ja/tai kalsinoitu sooda, välttäi-25 sivät kalsinointiesilämmityksen. Myös hiekkaa voidaan sisällyttää raaka-aineseoksen siihen osaan, joka esilämmitetään kalsinointilämpötiloihin. Suosituissa suoritusmuodoissa päätetään raaka-aineseososien yhdistäminen su-latusastiassa, jossa eri syöttövirrat sekoittuvat aktii-30 visesti.

Keksinnön eräs toinen aspekti käsittelee ongelmaa, jonka aiheuttaa se, että hienojakoiset raaka-aineseosma-teriaalit kulkeutuvat poistokaasuvirran mukana, kun lämpöä otetaan talteen niiden välisen suoran kosketuksen 35 avulla. Aikaansaamalla riittävä vastavirtakosketus poisto- li 5 76776 kaasun ja raaka-aineseosmateriaalien välillä voidaan poistokaasun lämpötila palamistuotteissa alentaa veden kastepis-teeseen, niin että talteenottoastian kylmässä päässä saadaan aikaan märkä tila. Tämän märän tilan on todettu aiheuttavan 5 poistokaasuvirran hienojakoisten osien huomattavan osan pidätyksen. Tämä käsittää hienojakoisia osia sekä sulatusas-tiasta että raaka-aineseoksesta esilämmityksen aikana sulkeutuneita hienojakoisia osia. On suositeltavaa käyttää ilman sijasta kokonaan tai osittain happea sulatusastiaa lämmit-10 tävässä polttimessa, niin että poistokaasuvirran määrä pienenee. Pienempi poistokaasumäärä vuorostaan saa aikaan, että poistokaasun vesihöyrypitoisuus on suurempi, vähemmän raaka-aineseosta kulkeutuu pois johtuen poistokaasuvirran alhaisemmasta nopeudesta ja raaka-aineseos kostuu tehok-15 kaammin johtuen korkeammasta kastepisteestä ja suuremmasta vesihöyrypitoisuudesta.

Kun sulatusastian polttimessa käytetään ilman sijasta happea, on poistokaasuvirrassa huomattavasti vähemmän typpeä. Sen eliminointi sulatusastiasta on hyödyksi, koska 20 typpikuplien poistaminen sulasta lasista on suhteellisen vaikeatai Tämän keksinnön eräs muu aspekti käsittelee olennaisesti typpivapaasta poistokaasusta aiheutuvaa erästä lisäetua, jolloin raaka-aineseosmateriaalien esilämmitys suoralla kosketuksella olennaisesti typpivapaaseen poistokaa-25 suun poistaa ilman raaka-ainemateriaaleista, niin että sulattimeen ei pääse typpisulkeumia.

Tämän keksinnön mukainen raaka-aineseosmateriaalien esilämmitys on erityisen edullista yhdistettynä edellämainitussa US-patentissa 4 381 934 selitettyyn ablaatiota edis-30 tävään raaka-aineseoksen sulatusjärjestelyihin. Raaka-aine-seoksen esilämmitys vähentää raaka-aineseoksen sulattami-seen tarvittavaa lämpöä, minkä teoriassa pitäisi merkitä sulattimen läpisyöttömäärän lisääntymistä. Tätä teoreettista etua ei ehkä kuitenkaan saavuteta tavanomaisessa sulat-35 timessa, koska on todettu, että merkittävä kokonaisnopeut- 6 76776 ta rajoittava vaihe on sulan raaka-aineseoksen valuma sulatettavasta raaka-aineseosmassasta. US-patentin 4 381 934 raaka-aineseoksen sulatusjärjestelyt on sovitettu edistämään tätä sulan raaka-aineseoksen valumaa tai "ablaatiota" siten, 5 että sulatuspinta on kalteva ja sulatettu materiaali valutetaan nopeasti pois, minkä vuoksi nämä järjestelyt sopivat erityisen hyvin käyttämään hyväkseen niitä suurempia läpi-syöttöjä, jotka voidaan saavuttaa raaka-aineseoksen esiläm-mityksellä. Tämän keksinnön niitä suoritusmuotoja varten, 10 joissa käytetään hapella syötettyä lämmitystä, sopivat US-patentin 4 381 934 sulatusjärjestelyt erityisen hyvin. Erityisesti ne suoritusmuodot, joissa raaka-aineseoskerros ympäröi lämmönlähdettä, sopivat hyvin käytettäviksi hapella syötetyn palamisen aikaansaamien korkeiden lämpötilojen 15 yhteydessä. Happilämmitys kehittää sellaisessa järjestelys sä suhteellisen pienen määrän kuumaa poistokaasua verrattuna tavanomaiseen lasinsulatusuuniin ja tämä pieni määrä lämpötilaltaan korkeata poistokaasua sopii erityisen hyvin tämän keksinnön lämmön talteenotto- ja emissionvalvonta-20 tarkoituksiin. Myös muut, lämpötilaltaan korkeat, lämmön-lähteet, jotka olennaisesti vähentävät poistokaasuvirran typpimäärää, soveltuvat tähän keksintöön.

Kuivat, jauhemaiset raaka-aineseosmateriaalit sopivat US-patentin 4 381 934 raaka-aineseossulatusmenetelmään.. 25 Sen vuoksi voidaan kuiva esilämmitetty raaka-aineseos syöttää tämän keksinnön mukaisesti suoraan sulatusvaiheeseen.

Keksintöä voidaan luonnehtia myös kaksivaiheiseksi raaka-aineseossulatusprosessiksi, jossa raaka-aineseos siirtyy verrattain hitaasti ensimmäisessä vyöhykkeessä, 30 jossa se lämmitetään lämpötilaan, joka on lähellä sulamisen alkua, jonka jälkeen raaka-aineseos siirretään toiseen vyöhykkeeseen, jossa esilämmitetty raaka-aineseos kerrostetaan kaltevalle pinnalle ja sulatetaan nopeasti tehokkaalla lämmityksellä, jolloin sula raaka-aineseos valuu ulos 35 toisesta vyöhykkeestä. Tämä prosessi erottaa raaka-aineseoksen sulatusoperaation esisulatusvaiheeseen ja sulatusvaiheeseen sekä aikaansaa kummallekin vaiheelle olosuhteet, jotka 7 76776 maksimoivat niiden tehokkuuden. Ensimmäisessä vyöhykkeessä ei ole olennaisia aikarajoituksia lämmön siirtämisessä raaka-aineseokseen sikäli kuin raaka-aineseos virtaa vapaasti. Sen vuoksi voi ensimmäinen vyöhyke olla 5 kooltaan melko suuri, käyttää melko matalaa lämpöä ja mieluimmin hämmentää raaka-aineseosta lämmön jakamiseksi tasaisesti. Toinen vaihe on sovitettu siirtämään tehokkaasti lämpöä raaka-aineseokseen suhteellisen lyhyellä matkalla, raaka-aineseoksen nopeata sulattamista varten.

10 Raaka-aineseoksen kannatin toisessa vaiheessa on jyrkästi kalteva, jotta seos valuisi nopeasti ja läpivirtaus olisi suuri, niin että voimakkaasti lämmitetty vyöhyke jäisi pieneksi. Toisaalta käyttää ensimmäinen vyöhyke mieluimmin toisen vyöhykkeen jätelämpöä ja sen vuoksi kuljetetaan 15 raaka-aineseos ensimmäisen vyöhykkeen läpi suhteellisen hitaasti, niin että lämmön siirto poistokaasusta raaka-aineseokseen olisi mahdollisimman tehokas. Materiaalin hidas siirtyminen ensimmäisessä vaiheessa on mahdollinen vain niin pitkään kun raaka-aineseos pysyy vapaasti valuvana, koska 20 kun raaka-aineseoksen lämpötila lähestyy jonkin sen aineosan sulamispistettä, aiheuttaa nestemäisen vaiheen kehittyminen raaka-aineseoksen osasten välistä koheesiota, mikä vuorostaan saa aikaan haitallista sintraantumista raaka-aineseok-sessa, mikä saattaa johtaa tukkeutumiseen ensimmäisessä 25 vyöhykkeessä ja epätasaiseen sulamiseen toisessa vyöhykkeessä. Sen vuoksi, kun raaka-aineseos lähestyy tätä tilaa, se siirretään toisen vyöhykkeen jyrkästi kaltevalle kannatti-melle ja saatetaan nopeasti nestemäiseen tilaan.

Suositussa suoritusmuodossa ovat molemmat vaiheet 30 pyöriviä astioita. Toiselle vaiheelle tunnusomaista on riittävän suuri pyörimisnopeus, niin että keskipakovoima pitää raaka-aineseoksen vuorauksena toiseen vaiheen säiliön sisäpinnalla. Toisaalta on ensimmäisen vaiheen astian pyörimisnopeus alle sen, jossa raaka-aineseokseen kohdistuva keski-35 pakovoima on merkittävä, vaan aiheuttaa pelkästään raaka-aineseoksen sekoittumisen. Molempien vaiheiden eräitä huo- 8 76776 mättäviä ominaisuuksia ainakin joissakin suoritusmuodoissa on, että ensimmäinen vaihe lämmitetään pääasiassa konvek-tiolla ja toinen vaihe lämmitetään pääasiassa säteilyllä.

Kuvio 1 on osittain irroitettu sivupystykuva tämän 5 keksinnön mukaisen kaksivaiheisen raaka-aineseossulatuslait-teen eräästä suositusta suoritusmuodosta.

Kuvio 2 on kuvion 1 leikkaus 2-2.

Kuvio 3 on suurennettu poikkileikkauskuva siirrosta kuviossa 1 esitetyn laitteen ensimmäisen ja toisen vai-10 heen välillä.

Kuvio 4 on yläpystykuva kuvion 3 laitteesta, josta on selvyyden vuoksi poistettu osia.

Jotta keksintöä voitaisiin ymmärtää täydellisemmin, esitetään yksityiskohtaisesti eräs suosittu suoritusmuoto, 15 johon kuuluu kiertouuniesilämmitin yhdessä pyörivän sula-tusastian kanssa. On selvää, että tämän keksinnön käsitteet eivät rajoitu selitettyyn nimenomaiseen laitteeseen ja että muita esilämmitys- ja sulatusmenetelmiä voidaan käyttää. Myös vaikka tämä keksintö on todettu erityisen 20 edulliseksi sulatettaessa lasia ja yksityiskohtainen seli tys liittyy erityisesti lasin sulatukseen, voidaan keksintöä soveltaa muihinkin materiaaleihin, jotka sulatetaan lämmöllä jauhemaisesta syöttöaineesta.

Kuviossa 1 esitetään pyörivä polttouuni 10, jossa 25 raaka-aineseos ja palamiskaasut kulkevat vastakkaisiin suuntiin ja josta esilämmitetty raaka-aineseos syötetään sulatusastiaan 12. Raaka-aineseoksen materiaalit syötetään pyörivän polttouunin 10 sisäänmeno- tai kylmään päähän jatkuvatoimisesta punnitus- ja annostelulaitteesta 13 30 syöttöputken 14 kautta. Annostelulaitteeseen 13 voidaan syöttää yksi ainoa esisekoitettu virta raaka-aineseosma-teriaaleja tai erilliset aineosat voidaan annostella erikseen ja syöttää pyörivän polttouunin sisäänmenoon, koska pyörivä polttouuni toimii sinänsä raaka-aineseoksen sekoit-35 timena. Esimerkki kaavasta, jota käytetään tasolasin kaupalliseen valmistukseen on seuraava: ti 9 76776

Hiekkaa 1000 paino-osaa kalsinoitua soodaa 313^5 kalkkikiveä 84 dolomiittia 242 5 rautaoksidia 0;75

Joskus käytetään muita mineraalilähteitä vaihtoehtoina tai lisäaineina. Tavallisesti kuuluu raaka-aineseokseen myös huomattava määrä lasimurskaa (lasiromua), tyypillises-10 ti 20-40 % raaka-aineseoksen kokonaispainosta. Esitetyssä prosessissa ja laitteessa voidaan kuitenkin käyttää mielivaltaista määrää, esimerkiksi 100 %, lasimurskaa. Edellä-mainitusta kaaviosta syntyy suunnilleen seuraavanlaista lasia: 15

Si02 73,10 paino%

Na20 13,75 %

CaO 8,85 %

MgO 3,85 % 20 a12°3 °'10 %

Fe203 0,10 %

Kiertouunin avointa päätä sen kylmässä päässä ympäröi poistolaatikko 15, joka johtaa kiertouunista lähtevät 25 poistokaasut kanavaan 16. Kanava 16 voi johtaa puhaltimeen (ei esitetty), joka imee poistokaasut kiertouunin läpi ulkoilmaan poistotorven (ei esitetty) kautta.

Niissä suoritusmuodoissa, joissa kalsinointi tapahtuu kiertouunissa, ei raaka-aineseoksen niitä aineosia, 30 joiden lämpötila on suhteellisen alhainen, kuten kalsinoi-tu sooda ja lasimurska, syötetä kiertouuniin, vaan suoraan sulatusastiaan. Kaupallisesti saatavana olevat kalk-kikivi ja dolomiitti eivät ole kemiallisesti puhtaita eivätkä homogeenisia, ja sen vuoksi tapahtuu kalkkikiven ja dolo-35 miitin kalsinoituminen eri lämpötiloissa, mutta on todettu, että tarvitaan yli 870°C:n lämpötila, jotta kalsinoituminen olisi perusteellinen. Kalsinoitu sooda, jonka sulamis- 10 76776 lämpötila on 851°C, jätetään pois kiertouunin läpi johdettavista materiaaleista, kun toimitaan kalsinointivaihees-sa, jotta vältettäisiin kalsinoidun soodan sulaminen, mikä saisi raaka-aineseoksen partikkelit tarttumaan toisiinsa.

5 Lipeäkiven, jolla lasinvalmistuksessa joskus korvataan kal-sinoitu sooda, sulamispiste on samalla tavoin suosittujen kalsinointilämpötilojen alapuolella, minkä vuoksi se jätetään pois kiertouunin läpi syötetyistä materiaaleista, jotta vältettäisiin kalsinoinnissa materiaalin sula vai-10 he uunin kuumassa päässä. Kalsinoinnin etuna on, että sula tusast iän lämpökuormitus pienenee, mutta se on myös siksi edullista, että se eliminoi sulatusmateriaaleista kemiallisesti sitoutuneen hiilidioksidin ennenkuin raaka-aineseoksen materiaalit sulavat, niin että sulaan lasiin 15 ei kehity hiilidioksidikuplia. Sen mukaisesti, kun natriumin lähdemateriaali syötetään erikseen sulatusastiaan, käytetään mieluummin kalsinoidun soodan sijasta lipeäkiveä, jossa ei ole hiilidioksidia. Tasolasimurska alkaa pehmetä lämpötilassa noin 650°C, ja sen vuoksi tulisi myös sen ohittaa 20 kalsinointiprosessi. Toisaalta voi suurin osa raaka-aineseoksen materiaaleista edullisesti seurata kalkkikiveä ja dolomiittia kiertouunin läpi kalsinointilämpötilassa. Sen lisäksi, että se on esilämmitetty, on todettu, että hiekka auttaa pitämään kalkkikivi ja dolomiitti vapaasti virtaavas-25 sa tilassa. Kun natriumlähde on poissa voidaan lasin raa-ka-aineseos lämmittää lämpötilaan noin 1300°C, ilman että se kasaantuu.

Kiertouuni 10 on yleisesti rakenteeltaan tavanomainen ja käsittää periaatteessa sylinterinmuotoisen teräs-30 kuoren 20, joka on asennettu pyörimään sylinterinmuotoisen akselin ympäri, joka on hieman kalteva vaakasuoraan nähden, niin että raaka-aineseosmateriaali painovoiman vaikutuksesta kulkee kylmästä päästä kohti kuumaa päätä ja sekoittuu. Materiaalin uunissaoloaika voidaan suhteut-35 taa uunin perusparametreihin seuraavan kokemusperäisen suhteen avulla: li 11 76776 t = 0,27 L/NDS, jossa t = uunissaoloaika (min) D = halkaisija (m) L = pituus (m) 5 N = pyörimisnopeus (kierr/min) S = kaltevuus (cm/m)

Oloaika kiertouunissa riippuu sulatusvaiheen halutusta läpivirtauksesta sekä poistokaasuista kiinteisiin ainei-10 siin siirtyvän lämmön halutusta määrästä. Näiden näkökohtien sekä edellä esitetyn suhteen perusteella voidaan tämän keksinnön tarkoituksia varten suunnitella sopiva kiertouuni.

Lämpöhäviöiden estämiseksi on kiertouuni 10 mieluummin eristetty. Eristys voi olla teräskuoren 20 ulkopinnalle 15 kiinnitetty tulenkestävä villavaippa tai kuoren 20 sisäpinnalla oleva keraaminen vuoraus, kuten kuviossa 1 kuvatun kierto-uunin osissa. Lähellä kiertouunin kuumaa päätä on se esitetty varustettuna tulenkestävällä vuorauksella 21, jota voidaan pitää suosittuna sen korkean lämpötilan kestävyyden an-20 siosta kiertouunin kuumemmilla alueilla, erityisesti kun toimitaan kalsinointilämpötiloilla. Muutoin on suosittua sijoittaa eristyskerros 22 teräksisen ulkokuoren 20 ja teräksisen sisävaipan 23 väliin, kuten kuvion 1 kiertouunin keskiosassa nähdään. Siellä, missä lämmönkestävyys ei ole on-25 gelma suositaan lasinvalmistuksessa teräsvuorausta, koska siitä pyrkii eroamaan vähemmän vahingollisia aineita läpi-virtausvirtaan kuin tulenkestävästä vuorauksesta.

Lämmön siirtymiseen kiertouunissa vaikuttaa raaka-aineseosmateriaalien sekoittuminen, mikä vuorostaan on funk-30 tio kiertouunin pyörimisnopeudesta ja sitä voidaan parantaa kiertouunin sisäisellä rakenteella. Kiertouunitekniikkaan perehtyneet tuntevat suuren joukon lämmönsiirtoa parantavia ohjauslevyjä ja niitä voidaan käyttää hyödyksi tässä keksinnössä. Kuviossa 1 esitetään useita esimerkkejä.

35 Sijoitettuna kierukkamaisesti pitkin kiertouunin sisäpintaa on kuumassa päässä useita nostimia 25, jotka ovat keraamisia ulkonemia (metallia, jos osa on vuorattu metal- 12 76776 lilla), jotka ulkonevat säteittäisesti sisäänpäin kierto-uunin sisäseinistä ja joiden tehtävänä on nostaa raaka-aine-seosmateriaalia ja saada se putoamaan kuumien kaasujen läpi. Kiertouunin 10 keskiosassa esitetään eräs toinen esimerkki 5 kosketuspinnan laajentamisjärjestelystä, jossa useita metallilevyjä 26 kulkee säteittäisesti metallivuorauksen 23 ja keskiputken 27 välillä, kuten kuvion 2 poikkileikkaus-kuvassa voidaan nähdä. Kiertouunin kylmään päähän on mieluimmin riupstettu useita ketjuja 28, joiden tehtävänä on 10 hajoittaa raaka-aineseoksen kaikki kasautumat, joita voi vesihöyryn kondensoitumisen vuoksi esiintyä tuossa osassa, lisätä lämmönsiirtymispintaa ja toimia märkien sisusosien kerääjinä. Ohjauslevyjen tai pyörimisnopeuden aiheuttaman sekoittumisen määrän ei tulisi olla niin suuri, että lii-15 kaa raaka-aineseosta kulkeutuisi poistokaasuvirran mukana.

Toinen tekijä, jolla voidaan vähentää mukana kulkeutumista on kiertouunin halkaisija, jonka tulisi olla riittävän suuri, niin että vältettäisiin liiallisia kaasun nopeuksia määrättyä toimintaa varten ennakoiduilla poistokaa-20 sun virtausnopeuksilla.

Sulatusvaihe 12 on sen tyyppinen, joka esitettiin US-patentissa 4 381 934 , jonka tiedoksi saattaminen on liitetty tähän viitteenä. Suosittu suoritusmuoto on sellainen, jossa stabiilia raaka-aineseoskerrosta pyöri-25 tetään lämmitetyn keskionkalon ympäri pyörintäakselin ollessa olennaisesti pystysuora. Näissä piirustuksissa esitetty sulatuslaite 12 on parannettu versio. Sulatus-astia käsittää teräsrummun 35, jonka sivut, kuten kuviossa 3 esitetään, voivat olla porrastetut, niin että pyö-30 rittävän massan määrä pienenee. Rummun sivut voivat kuitenkin olla sylinterimäisesti suorat tai kartionmuotoi-set. Rumpua 35 kannattaa pyöreä kehys 36, joka vuorostaan on asennettu pyörimään rummun keskiviivaa vastaavan olennaisesti pystysuoran akselin ympäri useille kan-35 natusrullille 37 ja kohdistusrullille 38. Alaosassa 39 on ulostuloyksikkö, joka voidaan irroittaa rummun muusta osas- tl 13 76776 ta. Vaippa 39 voi olla vuorattu renkaalla 40 tulenkestävää materiaalia, kuten valettavaa tulenkestävää sementtiä, johon on upotettu tulenkestävästä ja kulutusta kestävästä aineesta tehty rengasmainen holkki 41. Holkki 41 voi käsittää 5 useita leikattuja keramiikkapalasia. Hoikissa 41 oleva avoin keskus 42 käsittää ulostuloaukon sulatuskammiosta. Ylöspäin kupera tulenkestävä kansi 43 on varustettu ympyränmuotoisella kiinteällä kannatinkehällä 44. Kansi käsittää aukon 45 polttimen 46 sijoittamista varten. Poltin 46 on mieluim-10 min laajakulmainen monikanavapoltin, ja siinä poltetaan mieluimmin happea ja kaasumaista polttoainetta, kuten metaania. Hiilidioksidin välttämiseksi järjestelmässä voidaan poltti-messa 46 polttaa happea ja vetyä.

Poistokaasut pääsevät pois ylöspäin kannessa olevan 15 aukon 47 kautta poistokanavaan 48. Raaka-aineseosmateriaa-lit voidaan syöttää sulatusastiaan aukon 47 kautta ja tätä varten on syöttökouru 50. Sulatuskammion eristämiseksi ympäristöstä ja astiasta mahdollisesti pääsevän pölyn tai kaasujen sieppaamiseksi voidaan käyttää ylä- ja alavesi-20 tiivistettä 51 ja 52, vastaavasti.

Sulatusastiassa säilytetään stabiili kerros sulamatonta raaka-aineseosta 53 rummun 35 seinillä, jotka ympäröivät keskusonkaloa, jossa polttaminen tapahtuu. Stabiili kerros 53 voidaan alun perin muodostaa haluttuun parabo-25 loidimuotoon syöttämällä raaka-aineseosta pyörivään rumpuun, jota ei lämmitetä. Tämä alkuraaka-aineseos voidaan kostuttaa vedellä, jotta muodostuisi stabiili kerros helpommin. Sulatuksen aikana aiheuttaa raaka-aineseoksen jatkuva syöttö kourun 50 kautta raaka-aineseoksen jakautumi-30 sen stabiilin raaka-ainekerroksen pinnalle kun rumpu pyörii. Polttimen 46 lämpö saa raaka-aineseoksen lyhytaikaisen kerroksen 54 sulamaan sekä virtaavan stabiililla ker-: roksella 53 alaspäin pohja-aukon 42 kautta. Sula raaka- aineseos virtaa sitten ulos sulatusastiasta ja se voidaan 35 koota sulatuskammion alapuolella olevaan astiaan 55 tarpeellista edelleenkäsittelyä varten.

----- I

14 76776

Ainakin sulatuskammion yläosissa kannatetaan sulavan raaka-aineseoksen lyhytaikaista kerrosta terävässä kulmassa pystysuoraan nähden. Kitka vastustaa hienojakosen raaka-airie-seosmateriaalin valumista alas luiskaa, mutta heti kun läm-5 pöenergia sulattaa materiaalit, tämä vastus pienee huomattavasti ja sula materiaali valuu välittömästi alas ja sen paikan lyhytaikaisessa kerroksessa ottaa uusi syötetty raa-ka-ainemateriaali. Sulatusastian pyöriminen auttaa kaltevan sulan pinnan ylläpitämistä. Stabiilin kerroksen 53 pinnan ää-10 riviiva voidaan arvioida pyörimisnopeuden ja kuivan irtonaisen raaka-aineseoksen omaksuman muodon välisestä teoreettisesta suhteesta seuraavasti: H = yur + R2)/g, jossa 15 H = raaka-aineseoksen pinnan jonkin pisteen korkeus pyörimisakselin kanssa yhdensuuntaisessa suunnassa, R = sen pisteen säteittäinen etäisyys pyörimisakselista , yU= kitkakerroin, 20 /L= kulmanopeus ja g = painovoiman kiihtyvyys

Kitkakertoimeksi voidaan ottaa sortumiskulman, joka kuivalla lasiraaka-aineseoksella on tyypillisesti noin 35°, 25 tangentti. Edellä mainittua yhtälöä voidaan käyttää pyörivän astian sopivien mittojen valitsemiseksi valitulla pyörimisnopeudella tai kääntäen sopivan pyörimisnopeuden valitsemiseksi annetulle astialle.

Lyhytaikaisen kerroksen 54 sula raaka-aineseos valuu 30 kannatuspinnalla, joka käsittää olennaisesti vain raaka-ai neseoksen lisäaineita, minkä vuoksi saastuttava kosketus tulenkestäviin aineisiin vältetään. Koska lasin raaka-aineseos on lisäksi hyvä lämpöeriste, suojaa riittävän paksu stabiili raaka-aineseoskerros kaikkia alla olevia raken-35 teitä lämmön aiheuttamilta vaurioilta. Koska astiaa voidaan siten suojata sekä lämmön vaikutuksilta että kosketukselta syövyttävään materiaaliin, voidaan materiaaleille ase- 15 7 6776 tettavia vaatimuksia suuresti lieventää, jolloin rumpuun 35 voidaan käyttää jopa tavallista hiiliterästä. Siten saavutettavat taloudelliset edut voivat uunin valmistuksessa olla huomattavat. Koska stabiilin raaka-aineseos-kerroksen eristävä vaikutus lisäksi suojaa rumpua 35, ei ulkopuolista jäähdytystä tarvita, jolloin vältetään käyttökelpoisen lämmön poisto prosessista. Koska lisäksi eristävä, ei-saastuttava raaka-aineseosvuoraus ympäröi lämmitettyä onkaloa, voidaan käyttää lämmönlähteitä, joiden toimintalämpötila on huomattavasti korkeampi kuin voidaan käyttää tavanomaisissa tulenkestävissä sulatusuuneissa, esimerkiksi happipolttimia, plasmasuihkuja tai valokaaria.

Lämpötila, jossa raaka-aineseos muuttuu juoksevaksi riippuu nimenomaisesta raaka-ainekaavasta, erityisesti alimpana sulavien aineosien määrästä ja sulamispisteestä. Tavanomaisen tasolasiraaka-aineseoksen, jossa on kalsinoi-tua soodaa, on todettu sulavan noin 1090 - 1150°C:n lämpötilassa. Sula materiaali valuu heti pois sulatusastiasta kun se tulee juoksevaksi, ja sen vuoksi on silamisvyöhyk-keestä valuvan aineen lämpötila melkein vakio ja lähellä sen nimenomaisen raaka-aineseoskaavan sulamislämpötilaa. Jonkin verran lisälämpöä siirretään tavallisesti sulaan materiaaliin kun se virtaa astiasta, ja sen vuoksi on tavanomaisten tasolasiraaka-aineosasten todettu virtaa-van astiasta tyypillisesti noin 1150 - 1260°C:n lämpötilassa. Koska lämpöä siirtyy ulos sulatusastiasta sulamis-lämpötilassa, joka on huomattavasti alempi kuin tavanomaisessa lasinsulatuksessa saavutetut lämpötilat, voidaan su-latusastian lämpötila pitää suhteellisen matalana riippumatta lämmönlähteen lämpötilasta. Sen vuoksi voidaan kuumempien lämmönlähteiden tarjoamat suuremmat lämpövuot käyttää edullisesti hyödyksi ilman eksoottisia suojarakenteita. Yllämainittujen, lämpötilaltaan korkeiden, lämmönlähteiden käyttö on myös sikäli edullista, että poistokaasujen määrä pienenee kun ilman typpi jää pois. Typen poissaolo on edullista myös siksi, että estetään typpikuplien muodostu- ie 76776 minen lasiin. Haluttaessa voidaan, käyttämällä plasmasuihkua sopivan kantoaineen kanssa, saada aikaan sulatuskammioon hii-lidioksidivapaa ympäristö, erityisesti käytettäessä kalsinoi-tua raaka-aineseosta. Plasmasuihkun käyttöä käsitellään 5 J.M. Matesan yhteisesti siirretyssä US-patenttihakemuksessa 500, 542, joka on jätetty 02.07.1983. Hiilidioksidivapaa ympäristö voidaan saada aikaan polttamalla happea ja vetyä. Typen eliminoinnin eräs muu etu on, että typen emissiivisyys (s.o. se tehokkuus, jolla kaasu säteilee lämpöenergiaansa) 10 on paljon alhaisempi kuin hiilidioksidin ja veden. Sen vuoksi vältetään jättämällä typpi pois palamisessa kehittyneen hiilidioksidin ja/tai veden laimentaminen ja tehostetaan energian vapautumista. On selvää, että typen poisjättöön voidaan päästä asteittain ja että osittainenkin poisjättö 15 voi tuottaa käyttökelpoisia parannuksia.

On toivottavaa, että stabiilina kerroksena 53 käytetyn aineen lämmönjohtokyky on suhteellisen alhainen, niin että voidaan käyttää käytännöllisiä kerrospaksuuksia, samalla kun vältetään astian ulkopinnan lämpöä haaskaava 20 pakkojäähdytys. Yleensä tarjoavat raemaiset tai jauhemaiset mineraaliperäiset raaka-aineet hyvän lämpöeristyksen, mutta joissakin tapauksissa voi olla mahdollista käyttää sulatus-prosessin väli- tai lopputuotetta ei-saastuttavana stabiilina kerroksena, esimerkiksi lasinvalmistusprosessissa voi 25 jauhettu lasimurska (lasiromu) muodostaa stabiilin kerroksen, vaikka tarvitaankin paksumpi kerros, johtuen lasin paremmasta johtokyvystä lasiraaka-aineseokseen verrattuna. Toisaalta johtaa metallurgisissa prosesseissa metallituotteen käyttö stabiilina kerroksena kohtuuttoman suuriin 30 paksuuksiin, jotta astia olisi termisesti suojattu, mutta jotkut malmimateriaalit voivat olla tyydyttäviä eristys-kerroksina. Stabiilin kerroksen koostumus on mieluimmin olennaisesti sama kuin käsiteltävän materiaalin. On kuitenkin selvää, että tässä yhteydessä katsotaan lähde- tai 35 johdannaismateriaalien olevan "koostumukseltaan olennaisesti saman". Toisin sanoen stabiili kerros voi olla raaka- 17 7 67 7 6 ainetta tuotetta tai niiden seoksen välituote tai erilainen muoto, niinkauan kuin se sulaa tai reagoi muodostaakseen ainetta, joka ei saata merkittäviä määriä vieraita aineosia läpivirtaukseen. On myös ilmeistä, että stabiilin kerroksen koostumusvaatimuksia on sovellettava vain pinnan niihin osiin, jotka todella ovat kosketuksessa läpivirtaukseen sekä juuri pinnan alla oleviin niihin osiin, jotka mahdollisesti voivat erodoitua läpivirtaukseen. Sen vuoksi voidaan ekvivalentissa laitteessa käyttää eri materiaalia stabiilin kerroksen pinnan alla niissä kohdissa, joissa eroosion esiintyminen on todennäköistä. Koska tämän pinnanalaisen osan tehtävänä on pääasiallisesti toimia eristyksenä astian suojaamiseksi, se voidaan muodostaa materiaalista, joka valitaan sen lämmöneritysominaisuuksien perusteella (esimerkiksi hiekasta tai keramiikkaosasista), vaikkakin sen tulee olla riittävän yhteensopiva koostumukseltaan, niin että se ei saastuta kerroksen pintaa kysymykseentulevissa lämpötiloissa.

On selvää, että "lyhytaikainen" ja "stabiili" (pysyvä) ovat suhteellisia käsitteitä ja että lyhytaikaisen stabiilin pinnan välinen fysikaalinen ero on joskus vaikeaa tunnistaa. Käsitteiden "lyhytaikainen" ja "stabiili" käytön tarkoituksena ei ole poistaa sitä mahdollisuutta, että niiden välisessä rajassa voi esiintyä vähäistä vaihtelua. Perusero on, että aluetta, joka kuvataan lyhytaikaiseksi kerrokseksi luonnehtii sulaminen ja virtaaminen, kun taas ainakaan stabiiliksi määritellyn kerroksen ainakaan pääosa ei ota osaa läpivirtauksen sulamiseen ja virtaamiseen. Vaikkakin lyhytaikaisen kerroksen on sanottu olevan stabiilin kerroksen päällä, voidaan niiden väliin teoriassa muodostaa välikerros, ja on selvää, että tarkoituksena on sisällyttää tuo mahdollisuus.

Joissakin tapauksissa voidaan esilämmitetty raaka-aineseos syöttää suoraan kiertouunin 10 ulostulosta sulatus-kammioon 12, mutta etusijalle asetetaan kuvion 3 järjestely, jossa kiertouuni ja sulatusastia ovat toisistaan jon- « 76776 kin verran erillään. Kiertouunin pään asettamisen suoraan yhteyteen sulatusastian aukon 47 kanssa on todettu aiheuttavan kiertouunissa olevan raaka-aineseoksen sintrautumista, mikä todennäköisesti johtuu siitä, että sulatusastias-5 ta tuleva säteilyenergia ylikuumentaa kiertouunissa olevia raaka-aineseosmateriaaleja. Tämä ongelma voidaan ratkaista asettamalla kiertouunin ja sulatuskammion väliin ylimeno, joka käsittää kourun 50, kuljettamaan raaka-aineseosta niiden sekä poistokanavan 48 nokkapalajatkeen 61 välillä.

10 Nokkapala 61 johtaa poistokaasut kiertouunin yläosaan, eroon lasiraaka-aineseoksesta 60 ja sen tehtävänä on varjostaa kiertouunia säteilylämmön siirtymiseltä sulatusastiasta. Ylimeno-osan poistokanavassa voi olla säädettävä savupel-ti 62, jonka tarkoituksena on ohjata sulatuskammion pai-15 netta. Siinä tapauksessa, että poistokaasun lämpötilaa on kohotettava kiertouunissa olevan raaka-aineseoksen kalsinoi-miseksi, voidaan kokkakappale 61 varustaa aukoilla 63 (esitetään katkoviivalla kuviossa 3) apupolttimien 64 sijoittamista varten (esitetään kuviossa 4).

20 Raaka-aineseoksen kouru 50 voidaan varustaa kylmäl lä etulevyllä 70, joka on poistokaasuvirtaa päin, jotta raaka-aineseos ei ylikuumenisi ja tukkisi kourua. Raaka-aineseoksen kourun 50 muihin piirteisiin kuuluu kourun ulostulossa oleva vesijäähdytteinen käännettävä ohjausle-25 vy 71, jonka tehtävänä on ohjata säädettävästi putoava raaka-aineseos stabiilin raaka-aineseoskerroksen 53 halutulle osalle sulatuskammiossa. Kourun 50 ulostulopäässä voi myös olla keramiikkalevy 72 ohjaamaan putoava raaka-aineseos rummun 35 yläreunan alueelta. Siinä tapauksessa, 30 että hätätilanne vaatii pysäyttämään raaka-aineseosmateriaa-Iin syötön sulatuskammioon, on raaka-aineseoksen kourun 50 sisäänmenossa käännettävä ohjausveräjä 73, jota voidaan käyttää kääntämään kiertouunista tuleva raaka-aineseos ulos-virtauskouruun 74. Kiertouunin ja ylimeno-osan välinen 35 tiiviste voi olla tehty teflonista tai grafiittitiivisteis-tä 75, jotka painuvat vasten ympyrän muotoista ripaa, joka lähtee säteittäisesti kiertouunin kuoresta 20. Tiivistejärjestelyä voi ympäröidä rengasmainen vaippa 77.

19 76776

Viitaten kuvioon 4 esitetään siinä apusyöttölaite 80 jota voidaan käyttää sellaisten materiaalien syöttämiseen sulatuskammioon 12, joita ei ole esilämmitetty tai jotka on lämmitetty erillään kiertouunissa 10 esilämmitettävästä raa-5 ka-aineseoksesta. Apusyöttölaitetta 80 voidaan esimerkiksi käyttää soodan, lipeäkiven tai lasimurskan syöttämiseen sulatuskammioon, erityisesti kun uunia käytetään kalsium ja/tai magneesiumkarbonaattien kalsinoimiseen. Apusyöttölaite 80 voi olla tavanomainen ruuvityyppinen syöttölaite, joka käsittää 10 syöttösuppilon 81, moottorin 82 sekä ruuvisylinterin 83, ja sillä voidaan kerrostaa materiaaleja sulatuskammion kannessa olevan aukon 47 kautta stabiilin raaka-aineseoskerroksen 53 yläreunalle. Jos halutaan syöttää useita erilaisia materiaaleja erikseen sulatuskammion sisäänmenoon, voidaan käyt-15 tää useita samanlaisia apusyöttölaitteita kuin syöttölaite 80.

Kiertouunin kaltevuus valitaan materiaalin halutun uu-nissaoloajan mukaan, ja kulman tekemiseksi säädettäväksi voidaan käyttää tarkoituksenmukaisia kannattimia. Suositaan kuitenkin, että kaltevuus on kiinteästi noin 2° ^ ^ ^ vaakasuo-20 raan nähden ja että uunissaoloaikaa säädetään muuttamalla kiertouunin pyörimisnopeutta. Kiertouunin pyörimisnopeus on sitä luokkaa, että raaka-aineseosmateriaali putoaa kiertouunin alaosaan, ilman että keskipakovoima vie merkittävää määrää raaka-aineseoksesta ympäri uunin sisäkehää.

25 Kun kiertouunin kuumassa päässä lasiraaka-aineseos esilämmitetään lämpötilaan noin 480°, tulee siitä puolitah-meaa, mikä vastustaa pölyämistä. Noin 760°C:n lämpötilaan saakka ei tämä tahmeus johda ei-toivottuun kasaantumiseen tai tukkeutumiseen. Lasiraaka-aineseokset joissa ei ole soo-30 daa tai vastaavaa natriumlähdettä, saavuttavat saman tilan, kun ne lämmitetään lähelle kalkkikiven ja dolomiitin kalsi-nointilämpötilaa. Tämä tahmea tila on eduksi raaka-aineseos-ta sulatuskammioon syötettäessä, koska se pölyää erittäin vähän. Eduksi on myös, että tämän tahmean tilan alku vas-35 taa raaka-aineseoksen siirtymistä kiertouunin olennaisesti vaakasuorasta kannatuksesta lähes pystysuoraan kannatukseen sulatuskammiossa, niin että materiaalin jatkuva ja tasainen virtaus läpi järjestelmän on varmaa.

20 7 6 7 7 6

Seuraavassa esitetään esimerkki järjestelystä, joka on olennaisesti kuvioissa esitetyn ja edellä selitetyn kaltainen, jossa käsiteltiin vakiotyyppistä tasolasiraaka-aine-seosta, jossa oli soodaa nopeudella 27 tonnia päivässä. Kier- 5 touunin pituus oli 15 m ja sisähalkaisija 76 cm. Uunin si- 2 säpinta oli 46.6 m . Xiertouunin pyörimisnopeus oli noin 3 kierr/min ja kaltevuus 2°. Sulatusastian sisähalkaisija oli 130 cm ja pyörimisnopeus noin 32 kierr/min. Sulatuskara-miota lämmitettiin polttimella, jossa poltettiin metaania 10 ja happea, niin että käytetty lämpömäärä oli noin 3166 megaJoulea, mikä kehitti standardilämpötilassa ja -paineessa poistokaasumäärän 959 m^/h. Poistokaasu tuli kiertouu-niin lämpötilassa 888°C ja lähti siitä lämpötilassa 246°C. Lasiraaka-aine seos syötettiin kiertouuniin lämpötilassa 15 16°C lämmitettiin siinä lämpötilaan 593°C. Sulatuskammios- ta virtaava sula raaka-aineseos oli lämpötilassa 1236°C.

Kuten tekniikkaan perehtyneille on ilmeistä, voidaan tehdä muita muunnoksia ja variaatioita poikkeamatta keksinnön piiristä, jonka seuraavat patenttivaatimukset 20 määrittelevät.

Claims (3)

2i 7 6776 1. Menetelmä lasiraaka-aineseosmateriaalien sulatta-miseksi siten, että materiaalit esilämmitetään esilämmitys- 5 vyöhykkeessä, esilämmitetty raaka-aineseos johdetaan sula-tusvyöhykkeeseen ja stabiilin ja riittävän kaltevan raaka-aineseosmateriaalikerroksen päällä virtaava esilämmitetty raaka-aineseosmateriaali sulatetaan siten, että sulatettu materiaali virtaa oleellisesti vapaasti kerroksen yli ja 10 ulos astiasta, jolloin lämpö sulattamiseen saadaan polttamalla polttoainetta hapella oleellisesti ilman typpeä, ja poltto tapahtuu pyörintäliikkeessä olevan sulatetun raaka-ainemateriaalikerroksen kaltevaa pintaa kohti, tunnet-t u siitä, että raaka-aineen tehokasta esilämmitystä var-15 ten oleellisesti kaikki sulatusvyöhykkeellä tapahtuvasta poltosta saatavat poistokaasut johdetaan esilämmitysvyöhyk-keelle, jota rajoittaa esilämmitysastia, jolla on jonkin verran kalteva tukipinta, esim. 2° vaakasuorasta tasosta poikkeava, jolloin raaka-aineseosmateriaalia sekoitetaan 20 samalla kun se kulkee pitkin mainittua kaltevaa pintaa siten, että materiaali saadaan paremmin kosketuksiin poltto-kaasujen kanssa, ja jolloin raaka-aineseosmateriaali johdetaan suoraan sulatusvyöhykkeeseen ennenkuin sen hiukkasten välille muodostuu tartunta esilämmitysvyöhykkeessä, jossa 25 sulatusvyöhykkeessä raaka-aineseosmateriaali kulkee paljon suuremmassa kulmassa siten, että sulaneen raaka-aineseos-materiaalin valuminen sulatusvyöhykkeestä ennen sen täydellistä sulamista helpottuu. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -30 n e t t u siitä, että esilämmitysvyöhykkeellä olevaa lämmitettyä raaka-aineseosmateriaalia sekoitetaan pyörittämällä esilämmitysvyöhykettä nopeudella, jonka raaka-aineseos-materiaaliin siirtämä keskipakoisvoima on riittämätön voittamaan painovoiman. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiilidioksidin poistamiseksi 22 76776 sulatettavista materiaaleista kalsiumkarbonaattipohjaista raaka-ainetta lämmitetään korotetussa lämpötilassa, esim. 600°C esilämmitysvyöhykkeessä ja johdetaan sulatusvyöhyk-keeseen, jossa natriumlähdemateriaalia syötetään suoraan 5 sulavan materiaalin ylitse. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttokaasut johdetaan vastavirran suuntaan vyöhykkeessä esilämmitetyn raaka-aineseosmateriaalin liikkeeseen nähden, joiden polttokaasu-10 jen lämpötila on vyöhykkeessä olevan vesihöyryn kastepis-teen alapuolella. 23 7 6 7 7 6

1. Förfarande för smältning av glasmäng sälunda, att de förvärms i en förvärmingszon, den förvärxnda mängen förs 5 tili en smältningszon och den förvärmda mängen, som flyter över ett stabilt och tillräckligt lutande mängskikt, smältes sälunda, att det smälta materialet flyter väsentligen fritt över skiktet och ut ur kärlet, varvid värmet för smält-ningen fäs genom att med syre väsentligen utan kväve bränna 10 bränsle, och förbränningen sker mot den lutande ytan av det smälta mängskiktet som är i rotationsrörelse, känne-t e c k n a t därav, att för effektiv förvärmning av mängen leds väsentligen alla utloppsgaser, som fäs frän förbränningen i smältzonen, tili förvärmningszonen som de-15 finieras av ett förvärmningskärl som uppvisar en nägot lutande stödyta, t.ex. avvikande 2° frän horisontalplanet, varvid mängen blandas samtidigt som den rör sig utmed nämnda lutande pian sälunda, att materialet fäs i bättre kontakt med bränngaserna, och varvid mängen leds direkt 20 tili smältningszonen innan adhesion erhälles mellan mängens partiklar i förvärmningszonen, i vilken smältningszon mängen rör sig i mycket större vinkel sälunda att flyt-ningen av den smälta mängen i smältningszonen underlättas innan den helt smultit. 25

2. Förfarande enligt patentkravet 1, känne- t e c k n a t därav, att den uppvärmda mängen i förvärmningszonen omrörs genom att rotera förvärmningszonen med en hastighet som förlänar mängen en centrifugalkraft som är otillräcklig för att överkomma tyngdkraften. 30

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n - netecknat därav, att för bortförande av koldioxid frän materialen som skall smältas uppvärms rämaterialet, som baserar sig pä kalciumkarbonat, i förhöjd temperatur, t.ex. 600°C i förvärmningszonen och förs tili smältnings-35 zonen, väri natrium-källmaterial mätäs direkt över det smältande materialet.